DC-DC转换器也被称为斩。在这里,我们将看看加强斩波或升压转换器这将输入直流电压增加到指定的直流输出电压。典型的升压转换器如下所示。
输入电压源连接到一个电感器。作为开关操作的固态设备在源上连接。使用的第二个开关是一个二极管。二极管连接到a电容器,负载和两个并联连接,如上图所示。
连接到输入源的电感导致恒定的输入当前的,因此升压转换器被视为恒流输入源。并且负载可以被视为恒压源。使用脉冲宽度调制(PWM)打开和关闭受控开关。PWM可以是基于时间的或基于频率的。基于频率的调制具有缺点,如宽范围的频率,以实现对开关的所需控制,又将提供所需的输出电压。基于时间的调制主要用于DC-DC转换器。它易于构造和使用。在这种类型的PWM调制中,频率保持不变。这升压转换器有两种操作模式。第一模式是开关开启和导通的模式。
模式i:开关已打开,二极管关闭
开关接通,因此表示理想地提供零的短路抵抗性到电流的流动所以当开关都在所有内容时当前的将流过开关并返回DC输入源。让我们说开关是一个时间t上并且是一个时间t离开。我们定义了时间段,t,如和开关频率,
让我们现在定义另一个术语,占空比,
让我们分析升压转换器以使用的稳态操作kvl.。
由于开关关闭了时间t上= D.T.我们可以说Δt= dt。
在进行升压转换器的分析时,我们必须牢记
- 电感电流是连续的,并且通过选择L的适当值可以实现这一点。
- 稳态的电感电流从带有正斜率的值升高到ON状态期间的最大值,然后用负斜率掉回到初始值。因此,在任何完整周期上的电感器电流的净变化为零。
模式II:开关关闭,二极管打开
在这种模式下,极性电感器逆转。存储在电感器中的能量被释放,最终在负载中消散抵抗性,这有助于保持流动当前的在相同的方向通过负载并升级输出电压由于电感器现在也用作输入源作为源。但对于分析,我们将原始约定保留使用kvl.。
让我们现在分析升压转换器在使用KVL的模式II的稳态运行中。
由于开关打开了一次我们可以这么说。
已经确定,在任何一个完整循环上的电感电流的净变化为零。
我们知道D在0到1之间变化。但是从上面的等式中可以看出,如果d = 1,则输出电压与稳态输入电压的比率转到无穷大,这不是物理上的。实际上,随着升压转换器是非线性电路,在实际升压转换器中,如果保持在大于0.7的值的情况下,则占空比D将导致不稳定性。一种升压转换器的电路其波形如下所示。这电感,L是20MH,C为100μF,电阻负载为20Ω。开关频率为1 kHz。输入电压是100V DC,占空比为0.5。
电压波形如上所示,电流波形如下图所示。